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STUDIO TECNICO DI INGEGNERIA Ing. CLAUDIO CONTINI. Via B.RAMENGHI, 16 – 40133 BOLOGNA Tel.: 051/6152345 – Fax: 051/431824 www.studioingcontini.it - e-mail: info@studioingcontini.it. Titolare: Dott. Ing. CLAUDIO CONTINI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 5777/A).
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STUDIO TECNICO DI INGEGNERIAIng. CLAUDIO CONTINI Via B.RAMENGHI, 16 – 40133 BOLOGNATel.: 051/6152345 – Fax: 051/431824www.studioingcontini.it - e-mail: info@studioingcontini.it Titolare: Dott. Ing. CLAUDIO CONTINI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 5777/A) Collaboratori: Dott. Ing. ANDREA BENEDETTI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 7105/A) Dott. Ing. MARCO SARTI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 7719/A) Rinforzo con CFRP di Pilastri soggetti ad uno sforzo di pressoflessione retta (“N” con grande eccentricità) Bologna, 23/04/2008
Ubicazione dell’Intervento Ristrutturazione di un capannone industriale per realizzazione di nuove unità abitative
Stato di Fatto Struttura Portante: TELAIO IN CEMENTO ARMATO
SOLUZIONE: Realizzazione di un nuovo telaio in c.a. indipendente da quello esistente (interno e giuntato ad esso) GROSSO PROBLEMA !! Problematiche Strutturali 1) Conservazione della sagoma esterna del fabbricato esistente 2) Inserimento di due nuovi solai 3) Spostamento delle catene esistenti
SOLUZIONE PROGETTUALE MEDIANTE “CFRP” Soluzione Strutturale Proposta NUOVO TELAIO IN C.A. INDIPENDENTE DA QUELLO ESISTENTE SPOSTAMENTO DELLE CATENE ESISTENTI [Abbassamento di 100 cm] N.B.: lo spostamento della catena si è reso necessario per rendere fruibili gli ambienti a secondo piano !!
Analisi del Problema 1) Le catene devono fare parte della struttura esistente in c.a.. - Catene da ancorare ai pilastri esistenti del primo piano - Pilastri con stato di sollecitazione differente da quello originario. 2) E’ necessario conoscere le caratteristiche geometriche e meccaniche della struttura esistente. Elaborati strutturali di progetto Rilievi e saggi in loco DATI NECESSARI: - Dimensioni dei pilastri esistenti e loro armatura + classe dei materiali utilizzati; - Dimensione delle catene esistenti e loro passo; - Pacchetto strutturale di copertura.
DATI OTTENUTI DAI SAGGI EFFETTUATI: - PILASTRI ESISTENTI: Lato interno Lato esterno Analisi del Problema
DATI OTTENUTI DAI SAGGI EFFETTUATI: - CATENE ESISTENTI: f24 aventi interasse di 2.15 m Analisi del Problema
DATI OTTENUTI DAI SAGGI EFFETTUATI: • - COPERTURA ESISTENTE: Copertura in “Latero-Cemento” gettata in opera • Altezza strutturale: (12+8)=20 cm {pignatte: h=12cm ; soletta: s=8cm} • Larghezza travetti (con fondello in laterizio): 20 cm • Armatura singolo travetto: 2f6 ad intradosso + rete elettrosaldata ad estradosso • Larghezza pignatte: 32 cm Analisi del Problema
Copertura Esistente Catene Esistenti da abbassare (passo: 2.15m) Trave di Gronda V R H H Interasse Pilastri Esistenti Nuova Struttura staccata dall’Esistente NUOVA POSIZIONE DELLE CATENE (Nuovo Passo: 4.30m) Pilastro Esistente H Analisi del Problema VALUTAZIONE DEL NUOVO STATO DI SOLLECITAZIONE DEI PILASTRI
- SCHEMA STATICO (si ragiona su un metro lineare di copertura): p* = 7.13 KN/m ; l = 10.20 m ; f = 2.60 m V*= 36.36 KN H*= 35.66 KN Analisi del Problema - ANALISI DEI CARICHI DELLA COPERTURA Carichi Permanenti (peso proprio + guaina + manto di copertura): Gk = 3.7 KN/m2 Carichi Accidentali (neve): Qk = 1.3 KN/m2
V*= 36.36 KN H*= 35.66 KN V R Essendo: ipilastri = 4.30 m H H V= V*·ipilastri = 156.36 KN H= H*·ipilastri = 153.34 KN H Analisi del Problema Sono valori per metro lineare di copertura !!
DOMINIO DI RESISTENZA “M-N” N= V = 156.36 KN M= C = 153.34 KNm e= M/N = 0.98 m Analisi del Problema IL GENERICO PILASTRO ESISTENTE RISULTA SOLLECITATO DA UNO SFORZO DI PRESSOFLESSIONE (cioe’, con un “N” altamente eccentrico)
Rinforzo longitudinale con “CFRP” applicando una o più lamelle su uno o più strati al lembo teso di tutti i pilastri da rinforzare (lato interno) Confinamento di tutti i pilastri medianteuno o più strati di tessuto di composito fibrorinforzato (fasciatura mediante “CFRP”) + INCREMENTO DELLA RESISTENZA ULTIMA DI TUTTE LE MEMBRATURE PRESSOINFLESSE Soluzione del Problema RINFORZO DEI PILASTRI ESISTENTI MEDIANTE “CFRP”
Procedura di verifica seguita !! Soluzione del Problema Riferimento Normativo:CNR-DT 200/2004 – “Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Collaudo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati”
solo se la membratura NON risulta confinata !!! dove: Soluzione del Problema Qualora la membratura in c.a. risulti“confinata”, in luogo di “fcd” bisogna considerare “fccd” (resistenza di progetto del calcestruzzo confinato) attraverso la relazione: dove:
SI NO Bisogna modificare le caratteristiche geometriche e/o le proprietà meccaniche del rinforzo e reiterare il ciclo appena esposto. Il rinforzo previsto risulta sufficiente. Soluzione del Problema Note le caratteristiche geometriche e le proprietà meccaniche del rinforzo si procede iterativamente come sotto riportato: RELAZIONE SODDISFATTA ???
Verifica Rinforzi “A FLESSIONE” Verifica Rinforzi per “N-ECCENTRICO” Verifica Rinforzi “A TAGLIO” Verifica Rinforzi per “N-CENTRATO” Soluzione del Problema Implementazione generalizzata delle formule per la verifica di elementi in c.a. rinforzati mediante “CFRP” (secondo le istruzioni della CNR-DT 200/2004): • in funzione delle caratteristiche geometriche e delle proprietà meccaniche della membratura in c.a. da rinforzare; • in funzione delle caratteristiche geometriche e delle proprietà meccaniche del rinforzo adottato; • in funzione della modalità di disposizione del rinforzo previsto; • in funzione del tipo di rinforzo necessario per l’elemento in questione (flessione, taglio, sforzo normale centrato e/o sforzo normale eccentrico); Foglio di Lavoro con “Microsoft EXCEL”
Soluzione del Problema Rinforzo Longitudinale in Carbonio “Armoshield” LAMELLE CFK 160/2000 Rinforzo fibroso “Armoshield” in Carbonio Tessuto Unidirezionale U330
Soluzione del Problema In base ai saggi effettuati !!
Soluzione del Problema > 0.05 (per CNR-DT 200/2004)
Soluzione del Problema essendo: VSd = H =153.34 KN
GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE STUDIO TECNICO DI INGEGNERIAIng. CLAUDIO CONTINI Via P.G. MARTINI, 38/D – 40134 BOLOGNATel.: 051/6152345 – Fax: 051/6152345www.studioingcontini.it - e-mail: info@studioingcontini.it Titolare: Dott. Ing. CLAUDIO CONTINI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 5777/A) Collaboratori: Dott. Ing. ANDREA BENEDETTI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 7105/A) Dott. Ing. MARCO SARTI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 7719/A) Bologna, 23/04/2008